Объектив для лазерной сканирующей системы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ОБЪЕКТИВ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ(71) Заявитель Государственное Научно-производственное предприятие Конструкторское бюро точного электронного машиностроения(73) Патентообладатель Государственное Научнопроизводственное предприятие Конструкторское бюро точного электронного машиностроения - оптико-механического оборудования(57) Объектив для лазерной сканирующей системы, содержащий положительную плоско-выпуклую линзу и последовательно установленные на одной оптической оси с ней первую положительную двояковыпуклую линзу,первую отрицательную линзу, два мениска, обращенных вогнутостью к плоскости изображений, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вторую положительную двояковыпуклую линзу, установленную между менисками, вторую отрицательную линзу, выполненную двояковогнутой и установленную после второго мениска, при этом мениски выполнены положительными, а первая отрицательная линза - двояковогнутой, причем положительная плоско-выпуклая линза установлена после первой отрицательной линзы, а плоскость изображений расположена на расстоянии 0,65 фокусного расстояния объектива. 2190 1 Изобретение относится к лазерным сканирующим системам и может найти применение в системах формирования высококачественного изображения в лазерных генераторах изображений, лазерных устройствах печати и т.д. Известен объектив для лазерной сканирующей системы 1, содержащий четыре линзы и вогнутое сферическое зеркало, причем первая линза - двояковыпуклая, вторая - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений, третья - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений, четвертая - положительная. Недостатком известного объектива является невысокое качество изображения из-за отсутствия линейной зависимости величины изображения от полевого угла при телецентрическом ходе лучей. Наиболее близким прототипом является объектив для лазерной сканирующей системы 2. Объектив содержит шесть компонентов - пять линз и вогнутое сферическое зеркало. Первый компонент положительная двояковыпуклая линза. Второй компонент - отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к плоскости изображений. Третий компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений. Четвертый компонент - отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к плоскости изображений. Пятый компонент - плоско-выпуклая положительная линза. Шестой компонент - вогнутое сферическое зеркало. Прототип рассчитан на длину волны 1351 нм., имеет фокусное расстояние 840 мм., угловое поле изображения 234 град. и относительное отверстие 1/56. Объектив характеризуется большими поперечными аберрациями и большой величинойдисторсии, что соответствует погрешности нанесения элемента изображения - 30 мкм. и не может использоваться при изготовлении элементов размером 50 мкм. с неровностью края - 5 мкм. Таким образом, недостатком известного объектива является невысокое качество изображения. Задачей изобретения является улучшение качества изображения за счет коррекции поперечной сферической аберрации до величины менее 5 мкм. и обеспечения линейной зависимости с допуском менее 5 мкм. величины изображения от полевого угла при телецентрическом ходе лучей и относительном отверстии 1/12,5. Поставленная задача достигается тем, что в объективе, содержащем положительную плоско-выпуклую линзу и последовательно установленные на одной оптической оси с ней первую положительную двояковыпуклую линзу, первую отрицательную линзу, два мениска, обращенных вогнутостью к плоскости изображений, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вторую положительную двояковыпуклую линзу,установленную между менисками, вторую отрицательную линзу, выполненную двояковогнутой и установленную после второго мениска, при этом мениски выполнены положительными, а первая отрицательная линза- двояковогнутой, причем положительная плоско-выпуклая линза установлена после первой отрицательной линзы, а плоскость изображений расположена на расстоянии 0,65 фокусного расстояния объектива. Суть изобретения поясняется чертежами фиг. 1 - оптическая схема объектива фиг. 2 - графики поперечных аберрацийобъектива для различных точек поля фиг. 3 - график астигматизма и кривизны поля изображения фиг. 4 - график погрешности отклоненияот линейной зависимости величины изображения от полевого угла. В таблице приведены параметры объектива (радиусы кривизны поверхностей , толщины линз и расстояния между ними ). Объектив содержит семь компонентов (фиг. 1). Первый компонент - положительная двояковыпуклая линза 1, выполнена из стекла ТК 21, радиусы кривизны которой 1 и 2 связаны соотношением 1/239,7. Второй компонент - отрицательная двояковогнутая линза 2, выполнена из стекла ТК 21, радиусы кривизны которой 3 и 4 связаны соотношением 3/40,29. Третий компонент - плоско-выпуклая положительная линза 3, выполнена из стекла ТК 21. Четвертый компонент-положительный мениск 4, обращенный вогнутостью к плоскости изображений,выполненный из стекла ТК 21, радиусы кривизны которого 7 и 8 связаны соотношением 7/81,08. Пятый компонент - положительная двояковыпуклая линза 5, выполнена из стекла ТК 21, радиусы кривизны которого 9 и 10 связаны соотношением 9/102,56. Шестой компонент - положительный мениск 6, обращенный вогнутостью к плоскости изображений и выполненный из стекла ТК 21, радиусы кривизны которого 11 и 12 связаны соотношением 11/120,2. Седьмой компонент - отрицательная двояковогнутая линза 7, выполненная из стекла ТК 21, радиусы кривизны которой 13 и 14 связаны соотношением 13/140,19. 2190 1 Радиусы Толщины Марка стекла 16427,0 18,87 ТК 21 2- 209,4 223,85 3- 49,32 35,22 ТК 21 4169,43 410,53 5 плоскость 520,69 ТК 21 6- 71,78 61,78 794,62 719,28 ТК 21 887,7 816,81 9270,4 927,85 ТК 21 10- 105,68 103,99 11198,15 1111,74 ТК 21 121009,3 1226,81 13 - 143, 88 1310,75 ТК 21 14767,481,25 Плоскость изображения объектива расположена на расстоянии 0,65 фокусного расстояния объектива. Предложенный объектив рассчитан для длины волны 10,488 нм., имеет фокусное расстояние 125 мм. и угловое поле изображения 234 град. Относительное отверстие объектива 1/12,5. Поперечная сферическая аберрация пучка лучей для любой точки изображения не превышает 3 мкм. (фиг. 2). Величина отклонения от условия линейной зависимости величины изображения от полевого угла составляет 3 мкм. (фиг. 4) для любой точки поля. Астигматизм и кривизна поля изображения не превышают 100 мкм. (фиг. 3). Максимальное отклонение от условия телецентричности хода лучей в пределах всего поля изображения 0,1 дптр., что приводит к изменению масштаба изображенияв пределах глубины фокуса менее 2,5 мкм. Таким образом, погрешность нанесения размера элемента для 10.488 мкм. не превышает -3 мкм. Объектив по своему качеству может использоваться при изготовлении элементов размером 50 мкм. с неровностью края менее -5 мкм. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4